|
Argumenty strojových inštrukcií Fázy spracovania Urýchlenie CPU Typy strojových inštrukcií RISC alebo CISC ? Odkazy na príbuzné témy |
Strojové cykly sa líšia typom mikroinštrukcie, ktorá sa práve vykonáva. V našom počítačovom systéme ideme budovať ďalšiu úroveň - strojové intrukcie Jedna strojová inštrukcia sa skladá z niekoľkých strojových cyklov s rôznymi mikroinštrukciami. |
| OPERAČNÝ SYSTÉM |
| STROJOVÉ INŠTRUKCIE |
| MIKROPROGRAMOVANIE |
| LOGICKÉ OBVODY |
Strojové inštrukcie závisia od typu procesora. Ak sú typy kompatibilné, pracujú s tou istou inštrukčnou sadou. Pri kompilácii nového vytvoreného programu sa program prekladá do strojového kódu daného procesora, na ktorom kompilácia prebieha. |
Každá strojová inštrukcia sa skladá z operačného kódu a operandov (argumentov) inštrukcie.
Všetky inštrukcie majú 2 operandy (až na negáciu). Operandy sa odvolávajú na adresy registrov, adresy pamäťových miest, či relatívne adresy. Operandy môžu byť nasledujúceho typu: |
| TYP OPERANDU | PRÍKLAD |
| Priamy operand - immediate | napr. ADD r1, 400 - k číslu v registri r1 pripočítaj číslo 400 |
| Priama adresácia - direct | napr. ADD r1, (400) - k číslu v registri r1 pripočítaj číslo z pamäte z adresy 400 |
| Nepriama adresácia - indirect | napr. ADD r1, @(400) - k číslu v registri r1 pripočítaj číslo z pamäte z adresy, ktorá sa nachádza na adrese 400 |
| Typ register I. - reg. direct | napr. ADD r1, r2 - k číslu v registri r1 pripočítaj číslo z registra r2 |
| Typ register II. - reg. indirect | napr. ADD r1, (r2) - k číslu v registri r1 pripočítaj číslo, ktorého adresa sa nachádza v registri r2 |
| Posunutý typ - indexed | napr. ADD r1, (r2+400) - k číslu v registri r1 pripočítaj číslo na adrese, ktorú dostaneme posunom adresy v registri r2 o 400 |
Podľa typu inštrukcie sa jedna inštrukcia vykonáva na 5 až 40 strojových cyklov. Ak napr. taktovacia frekvencia CPU je 1GHz, tak takýto procesor vykoná za 1 sekundu 250 miliónov strojových cyklov. Ak jedna strojová inštrukcia zaberie v priemere 25 MC, tak procesor so spomínanou taktovacou frekvenciou je schopný vykonať 10 miliónov inštrukcií za 1 sekundu. |
| NÁZOV FÁZY | POPIS |
| FETCH INSTRUCTION FI | Načítanie kódu inštrukcie z operačnej pamäte (cache pamäte) z miesta,na ktoré ukazuje IP register a následné uloženie do precovného registra, IP register sa inkrementuje. (1 MC) |
| DECODE INSTRUCTION DI | Dekódovanie kódu inštrukcie, výpočet adresy odpovedajúcej mikroinštrukcie na realizáciu strojovej inštrukcie. (1 MC) |
| FETCH DATE FD | Načítanie dát - operandov inštrukcie podľa druhu inštrukcie, podľa adresovacieho režimu, IP register sa inkrementuje. (min. 2 MC) |
| EXECUTION INSTRUCTION EI | Vykonanie inštrukcie, súčasne sa mení príznakový register -Flags. (viac MC) |
| WRITE DATE WD | Uloženie výsledku operácie, zápis dát do pamäte. ( min. 1 MC) |
Keďže vo väčšine CPU len "prehadzuje" dáta (2. takt je neaktívny) medzi operačnou pamäťou a registrami, urýchlenie práce sa realizuje paralelným spracovaním fáz - tzv. PIPELINING - zreťazenie vykonávania fáz inštrukcií. Je snaha v každom strojových cykle zapísať výsledok operácie. |
Každá inštrukcia pozostáva z kódu (typu) inštrukcie a operandov (argumentov) napr. pre súčet čísel má inštrukcia nasledujúci tvar: ADD kam_pripočítaj, čo, resp. ADD r1, r0. V nasledujúcom zozname sa nachádzajú najčastejšie používané inštrukcie.(Pre CPU Intel) |
|
Inštrukčná sada procesora môže byť dvojakého typu - CISC, alebo RISC: |
|
500 najvýkonnejších počítačov sveta a ich funkcie Assembler Inštrukčná sada RISC vs. CISC Architektúra PC (En) |
© Jana Machová